Exercicios processos de fabricação

CAPÍTULO 12

QUESTÕES DE REVISÃO

12.1 – Quais são as diferenças entre os processos de deformação volumétrica e os processos de conformação de chapas ?

Na deformação volumetrica, as mudanças de forma são significativas, e as peças têm uma baixa razão de área por volume. Nos processos de conformação de chapas, a proporção de área por volume é elevado.

12.2 – A extrusão é um importante processo de mudança de forma. Descreva-a.

A extrusão é um processo de compressão em que o material de trabalho é forçado a fluir através de uma matriz, forçando uma seção transversal para assumir o perfil do orifício.

12.3 - Quais são os dois significados da utilização do termo “estampagem” ?

12.4 – Qual é a diferença entre a estampagem profunda e o dobramento ?

Estampagem profunda é um processo de conformação de chapa de metal para fabricar peças em forma de taça;

Dobramento é um processo de deformação utilizada para adaptarem a certo ângulo, um eixo ou laminado, na maioria dos casos.

12.5 – Enuncie a equação matemática para a curva de escoamento.

A curva de fluxo é definido na Eq. (18.1) como Yf = Kεn, onde Yf = Tensão de escoamento; K = coeficiente de resistencia; ε = Tensão de escoamento; n = exponencial de encruamento.

12.6 – Como o aumento de temperatura afeta os parâmetros na equação da curva de escoamento ?

O aumento da temperatura diminui tanto K e N na equação da curva de escoamento.

12.7 – Enuncie algumas vantagens do trabalho a frio em comparação aos trabalhos a morno e a quente.

Vantagens de trabalho a frio são: (1) uma melhor precisão, (2) melhor acabamento de superfície, (3) aumento de resistencia devido ao endurecimento trabalho, (4) possíveis propriedades direcionais devido ao fluxo de grãos, e (5) aquecimento de trabalho desnecessário.

12.8 – O que é conformação isotérmica ?

Uma conformação isotérmica é uma operação que visa eliminar o arrefecimento superfícial e os gradientes térmicos das peças. Isto é conseguido por pré-aquecimento das ferramentas de conformação.

12.9 – Por que o atrito é geralmente indesejável nas operações de conformação dos metais?

As razões pelo atrito ser indesejável na formação dos metal incluem: (1) inibe o fluxo de metal durante a deformação, causando tensões residuais e defeitos do produto; (2) requerem o aumento das forças e potência; e (3) aumenta o desgaste das ferramentas.

12.10 – O que é o atrito de aderência (ou de agarramento) nos processos de conformação dos metais?

Atrito de aderência é, quando a superfície de trabalho adere à superfície da ferramenta, em vez de escorregar por ela; isso ocorre quando a tensão de atrito é maior do que a tensão de cisalhamento de fluxo do metal.

PROBLEMAS

12.1 – Para um dado metal, tem-se o coeficiente de resistência K = 550 MPa e o expoente de encruamento n = 0,22. Durante uma operação de conformação, a deformação verdadeira final a qual o metal é submetido é ε =0,85 . Determine a tensão de escoamento neste nível de deformação e o valor da tensão média de escoamento a qual o metal é submetido durante a operação.  

Tensão de fluxo Yf = 550 (0,85) 0,22 = 531 MPa.

Tensão média do fluxo Yf = 550 (0,85) 0,22 / 1,22 = 435 MPa.

12.2 – Um metal tem a curva de escoamento com o coeficiente de resistência K = 850 MPa e o expoente de encruamento n = 0,30. Um corpo de prova de tração uniaxial deste metal com comprimento inicial de medida Li = 100 mm é alongado para um comprimento final Lf = 157 mm. Determine a tensão de escoamento para este comprimento final e o valor da tensão média de escoamento a que o metal é submetido durante a deformação.

ε = ln (157/100) = ln 1.57 = 0.451

Tensão do fluxo Yf = 850(0.451)0.30 = 669.4 MPa.

Tensão média do fluxo Y f = 850(0.451)0.30/1.30 = 514.9 MPa.

12.3 – Um dado metal tem uma curva de escoamento com coeficiente de resistência K = 35.000 lbf/in² e expoente de encruamento n = 0,26. Um corpo de prova de tração uniaxial deste metal com comprimento inicial de medida Li = 2 in é alongado para um comprimento final Lf = 3,3 in. Determine a tensão de escoamento para este comprimento final e o valor da tensão média de escoamento a que o metal é submetido durante a deformação.

ε = ln (3.3/2.0) = ln 1.65 = 0.501

Tensão do fluxo Yf = 35000(0.501)0.26 = 29,240 lb/in2.

Tensão média do fluxo Y f = 35000(0.501)0.26/1.26 = 23,206 lb/in2.

12.4 – O coeficiente de resistência e expoente de encruamento de certo metal são iguais a 40.000 lbf/in² e 0,19, respectivamente. Um corpo de prova cilíndrico deste metal com diâmetro inicial Di = 2,5 in e comprimento inicial Li = 3 in é comprimido para um comprimento final Lf = 1,5 in. Determine a tensão de escoamento para este comprimento final obtido por compressão e o valor da tensão média de escoamento a que o metal é submetido durante a deformação.

ε = ln (1.5/3.0) = ln 0.5 = -0.69315

Tensão do fluxo Yf = 40,000(0.69315)0.19 = 37,309 lb/in2.

Tensão média do fluxo Y f = 40,000(0.69315)0.19/1.19 = 31,352 lb/in2.

12.5 – Para um dado metal, o coeficiente de resistência é igual a 700 MPa e o expoente de encruamento é 0,27. Determine a tensão média de escoamento que o metal experimenta se for submetido à tensão igual ao seu coeficiente de resistência K.

Yf = K = 700 = Kεn = 700ε.27

ε e deve ser igual a 1.0.

Y f = 700(1.0).27/1.27 = 700/1.27 = 551.2 MPa